Научная статья на тему 'ОЦЕНКА МИКРОБИОТЫ ВЛАГАЛИЩА C УЧЕТОМ СТАДИИ ПОЛОВОГО РАЗВИТИЯ С ПОЗИЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ'

ОЦЕНКА МИКРОБИОТЫ ВЛАГАЛИЩА C УЧЕТОМ СТАДИИ ПОЛОВОГО РАЗВИТИЯ С ПОЗИЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
145
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВАГИНАЛЬНАЯ МИКРОБИОТА / БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ / ИНДЕКС ШЕННОНА / ИНДЕКС СИМПСОНА / ДОПУБЕРТАТНЫЙ ПЕРИОД / ПУБЕРТАТНЫЙ ПЕРИОД

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Уварова Елена Витальевна, Комарова Марина Валериевна, Казакова Анна Владимировна, Рустянова Дарья Рафиковна, Трупакова Анна Андреевна

Микрофлора влагалища находится в постоянном изменении, связанном с гормональным фоном, питанием, мочеиспусканием, менструацией, гигиеническими процедурами, микробиотой полового партнера и инфекциями, поэтому вопрос применения индексов биоразнообразия актуален. В статье рассматривается возможность использования различных индексов биологического разнообразия для анализа микробиоты человека. Были проведены расчет и анализ индексов Шеннона и Симпсона на массиве данных микробиоты влагалища здоровых девочек в возрасте от 6 до 17 лет. Исследование показало, что разнообразие бактерий в микробиоте с возрастом уменьшается. Для допубертатного периода наиболее вероятны значения индекса Шеннона от 1,5 до 2,5 и индекса Симпсона от 0,25 до 0,5, для периода 2-й фазы пубертата - от 0,001 до 0,5 и от 0,875 до 0,1 соответственно.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Уварова Елена Витальевна, Комарова Марина Валериевна, Казакова Анна Владимировна, Рустянова Дарья Рафиковна, Трупакова Анна Андреевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EVALUATION OF THE VAGINAL MICROBIOTA TAKING INTO ACCOUNT THE STAGE OF SEXUAL DEVELOPMENT FROM THE STANDPOINT OF BIOLOGICAL DIVERSITY

The microflora of the vagina is changing constantly under the influence of hormonal background, nutrition, urination, menstruation, hygiene procedures, microbiota of the sexual partner and infections, so the issue of using biodiversity indices is relevant. The article considers the possibility of using various indices of biological diversity for the analysis of human microbiota. The calculation and analysis of the Shannon and Simpson indices was carried out on an array of vaginal microbiota data of healthy girls aged 6 to 17 years. The study showed that the diversity of bacteria in the microbiota decreases with age. For the pre-pubertal period, the values of the Shannon index from 1.5 to 2.5 and the Simpson index from 0.25 to 0.5 are most likely, for the period of the II phase of puberty - from 0.001 to 0.5. and from 0.875 to 0.1, respectively.

Текст научной работы на тему «ОЦЕНКА МИКРОБИОТЫ ВЛАГАЛИЩА C УЧЕТОМ СТАДИИ ПОЛОВОГО РАЗВИТИЯ С ПОЗИЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ»

Репродуктивное здоровье девочки

Уварова Е.В.1, 2, Комарова М.В.3, 4, Казакова А.В.3, Рустянова Д.Р.3, Трупакова А.А.3, Кройдер А.С.4

1 Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика

B.И. Кулакова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 117997, г. Москва, Российская Федерация

2 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), 127994, г. Москва, Российская Федерация

3 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 443099, г. Самара, Российская Федерация

4 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Самарский национальный исследовательский университет имени академика

C.П. Королева», 443086, г. Самара, Российская Федерация

Оценка микробиоты влагалища c учетом стадии полового развития с позиции биологического разнообразия

Микрофлора влагалища находится в постоянном изменении, связанном с гормональным фоном, питанием, мочеиспусканием, менструацией, гигиеническими процедурами, микробиотой полового партнера и инфекциями, поэтому вопрос применения индексов биоразнообразия актуален. В статье рассматривается возможность использования различных индексов биологического разнообразия для анализа микробиоты человека. Были проведены расчет и анализ индексов Шеннона и Симпсона на массиве данных микробиоты влагалища здоровых девочек в возрасте от 6 до 17 лет. Исследование показало, что разнообразие бактерий в микробиоте с возрастом уменьшается. Для допубертатного периода наиболее вероятны значения индекса Шеннона от 1,5 до 2,5 и индекса Симпсона от 0,25 до 0,5, для периода 2-й фазы пубертата - от 0,001 до 0,5 и от 0,875 до 0,1 соответственно.

Ключевые слова: вагинальная микробиота; биологическое разнообразие; индекс Шеннона; индекс Симпсона; допубертатный период; пубертатный период

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов. Концепция и дизайн исследования - Уварова Е.В., Казакова А.В.; сбор и обработка материала - Казакова А.В., Трупакова А.А., Комарова М.В.; статистическая обработка данных - Комарова М.В., Кройдер А.С.; написание текста - Уварова Е.В., Казакова А.В., Комарова М.В., Рустянова Д.Р., Трупакова А.А., Кройдер А.С.

Для цитирования: Уварова Е.В., Комарова М.В., Казакова А.В., Рустянова Д.Р., Трупакова А.А., Кройдер А.С. Оценка микробиоты влагалища c учетом стадии полового развития с позиции биологического разнообразия // Репродуктивное здоровье детей и подростков. 2022. Т. 18, № 2. С. 48-57. DOI: https://www.doi.org/10.33029/1816-2134-2022-18-2-48-57 Статья поступила в редакцию 21.03.2022. Принята в печать 01.06.2022.

Для корреспонденции

Казакова Анна Владимировна -доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии Института педиатрии ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России

Адрес: 443099, г. Самара, ул. Чапаевская, д.89 Телефон: 7 (937) 980-54-19 E-mail: a.v.kazakova@samsmu.ru https://orcid.org/0000-0002-9483-8909

Uvarova E.V.1, 2, Komarova M.V.3, 4, Kazakova A.V.3, Rustyanova D.R.3, Trupakova A.A.3, Kroider A.S.4

1 National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after Academician V.I. Kulakov of Ministry of Health of the Russian Federation, 117997, Moscow, Russian Federation

2 I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Ministry of Healthcare of the Russian Federation (Sechenov University), 119991, Moscow, Russian Federation

3 Samara State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, 443099, Samara, Russian Federation

4 Samara National Research University, 443086, Samara, Russian Federation

Evaluation of the vaginal microbiota taking into account the stage of sexual development from the standpoint of biological diversity

The microflora of the vagina is changing constantly under the influence of hormonal background, nutrition, urination, menstruation, hygiene procedures, microbiota of the sexual partner and infections, so the issue of using biodiversity indices is relevant. The article considers the possibility of using various indices of biological diversity for the analysis of human microbiota. The calculation and analysis of the Shannon and Simpson indices was carried out on an array of vaginal microbiota data of healthy girls aged 6 to 17 years. The study showed that the diversity of bacteria in the microbiota decreases with age. For the pre-pubertal period, the values of the Shannon index from 1.5 to 2.5 and the Simpson index from 0.25 to 0.5 are most likely, for the period of the II phase of puberty - from 0.001 to 0.5. and from 0.875 to 0.1, respectively. Keywords: vaginal microbiota; biological diversity; Shannon index; Simpson index; girl; pre-puberty period; puberty

Funding. The study had no sponsor support.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Authors contribution. The concept and design of the study - Uvarova E.V., Kazakova A.V.; collection and processing of material - Kazakova A.V., Trupakova A.A., Komarova M.V.; statistical data processing - Komarova M.V., Kroider A.S.; text writing - Uvarova E.V., Kazakova A.V., Komarova M.V., Rustyanova D.R., Trupakova A.A., Kroider A.S.

For citation: Uvarova E.V., Komarova M.V., Kazakova A.V., Rustyanova D.R., Trupakova A.A., Kroider A.S. Evaluation of the vaginal microbiota taking into account the stage of sexual development from the standpoint of biological diversity. Reproduktivnoe zdorov'e detey i podrostkov [Pediatric and Adolescent Reproductive Health]. 2022; 18 (2): 48-57. DOI: https://www.doi.org/10.33029/1816-2134-2022-18-2-48-57 (in Russian) Received 21.03.2022. Accepted 01.06.2022.

Живые организмы совместно со средой обитания образуют биологическую систему. Сложность любой биологической системы, качественная и количественная представленность ее компонентов обозначаются понятием «биологическое разнообразие». Этот термин определяет жизнеспособность и изменяемость как видов, так и экосистемы в целом. Наиболее простой экосистемой является биогеоценоз. Биогеоценоз - это саморегулирующаяся система, способная подстраивать видовое разнообразие к состоянию экосистемы.

Разнообразие, согласно уровням организации жизни, распределяется на генетическое (гетерозиготность, полиморфизм и другие признаки генотипической изменчивости), обусловливающее адаптацию видов к среде обитания; видовое (представленность видов в экосистеме) и эко-системное (физические и биохимические свойства самой экосистемы). С учетом местоположения видов в 1960 г. Роберт

Уиттекер (Я. МЫМакег) предложил условно разделить биологическое разнообразие на а-, р-, у- и 8-типы. Микробиоте человека соответствуют понятия «а-разнообразие» и «р-разнообразие», притом а-разнообра-зие - совокупность видов организмов на единицу площади либо объема внутри одной экосистемы или сообщества, а р-разнообразие - между соседствующими экосистемами или сообществами. В то же время Б.А. Юрцев в 1994 г. предложил разделить разнообразие организмов на таксономическое (группировка по родству) и типологическое (объединение по тем или иным неродственным категориям признаков: структурным, функциональным, структурно-функциональным и пр.). Подобные рубрикации не противоречат, а дополняют друг друга, так как позволяют принять концепцию о том, что каждый вид вносит свой вклад в разнообразие, и с этой точки зрения не существует бесполезных или вредных видов. Однако важно иметь правильное представление

о роли каждого организма в экосистеме. Известно, чем меньше биоразнообразие, тем уязвимее взаимосвязь видов между собой и с окружающей их экосистемой, а значит, больше риск нанесения вреда жизнеспособности вида.

В этой связи важен поиск математических моделей, позволяющих оценить общее количество родственных и неродственных, но объединенных биологическими свойствами видов в определенной экосистеме. Среди современных количественных характеристик определения однородности и концентрации видов внутри экосистемы наиболее популярны индекс Клода Элвуда Шеннона-Винера или энтропия Шеннона, а для определения меры доминирования того или иного вида в экосистеме - индекс Симпсона.

Индекс разнообразия Шеннона суммирует большое количество информации о численности и видовом составе организмов, учитывая число видов и степень их доминирования [1]. Достоинствами индекса являются его полная независимость от сходства сравниваемых сообществ и возможность оценки степени разнообразия каждого биоценоза в отдельности [2]. Важно, что размер выборки существенно не влияет на величину индекса. Иначе говоря, индекс Шеннона отображает сложность структуры, основываясь на количестве представленного вида: чем больше разнообразие, тем больше индекс [3].

Индекс разнообразия К. Гайни и Е. Симп-сона отражает количество возможных связей между внутренними видами экосистемы, обеспечивающими ее единство и функционирование, и одновременно учитывает филогенетические отношения (богатство, дивергенция или равномерность) между индивидуумами, распределенными между этими видами [1, 2]. Индекс Симпсона описывает вероятность принадлежности индивидуумов, случайно отобранных из неопределенно большого сообщества к разным видам [4].

Вопрос применения индексов биоразнообразия актуален и при изучении микрофлоры влагалища, так как именно влагалище представляет собой наиболее динамическую экосистему. Эта динамичность обусловлена значимыми перепадами гормональных параметров в жизни женского макроорганизма, начиная с рождения.

Известно, что в периоде новорожден-ности происходит интенсивное заселение влагалища микроорганизмами кишечника благодаря анатомической близости ануса и интроитуса и попаданию мекония на вульву. Однако влагалищная экосистема новорожденных, формируемая в условиях преобладания эстрогенных влияний на фоне полового криза, позволяет сохраниться микрофлоре, имеющей гомологию адгезинов с рецепторами эпителиоцитов. Таковыми становятся микроорганизмы, для жизнеобеспечения которых нужны гликоген и кислая среда - Lactobacilli spp., преимущественно L. iners [5, 6]. Преобладающие в пристеночной биопленке Lactobacilli spp. в первые месяцы после рождения общаются с симбионтами с помощью кольцевых ДНК (плазмид), несущих поведенческий код для симбионтов, определяя их пищевые (трофические), энергетические и другие связи между собой и пограничными экосистемами. Поведенческий код главенствующей роли Lactobacilli spp. закрепляется в симбионтах пожизненно. Физиологическое постепенное падение уровня эстрогенов к 3-6-му месяцу после рождения вызывает изменения биохимической среды, уменьшение численности Lactobacilli spp. и активное размножение симбионтов, выживающих в строго анаэробных условиях. В периоде детства выявляется наибольшее разнообразие облигатных анаэробов, обладающих уникальной способностью защищать эпителий влагалища и шейки матки от вторжения собственной микрофлоры из других полостей. Период полового созревания постепенно возвращает

эстрогенную насыщенность до уровня, необходимого для восстановления лак-тобиоценоза. У регулярно менструирующих подростков исследования демонстрируют колебания состава и количества пристеночной микрофлоры, характерные для женщин активного репродуктивного возраста [5, 6]. Однако в любом возрастном периоде возможны отклонения от запрограммированного биологического разнообразия вагинальной экосистемы, обусловленные гормональными нарушениями, питанием, мочеиспусканием, менструацией, гигиеническими навыками и процедурами, инфекциями, в том числе полученными от полового партнера [7-10].

Стандартные лабораторные данные не всегда позволяют оценить роль той или иной многочисленной флоры в развитии вагинита и даже дать ответ об истинности подобного диагноза. Как один из уточняющих диагностических приемов было решено изучить возможность использования в этих целях индексов биоразнообразия.

Материал и методы

Настоящая работа содержит теоретический и практический блоки. В 1-м блоке проанализированы возможные диапазоны изменения индексов биоразнообразия в крайних случаях - при одном доминантном виде и при полностью равномерном представительстве всех видов микроорганизмов в зависимости от числа выявляемых видов. Фиксацию исследуемых показателей и статистическую обработку проводили с использованием приложения Microsoft Excel.

Практический блок для расчета и анализа получаемых значений индексов получен на массиве данных о микробиоте влагалища 226 девочек из 1-й группы здоровья в возрасте от 6 до 17 лет. Медиана возраста составила 11 лет. Исследование проводили на базе детского поликлинического отделения № 1 государственного

бюджетного учреждения здравоохранения Самарской области «Самарская городская поликлиника № 13» Железнодорожного района (далее - ГБУЗ СО СГП № 13). Проведены исследования 226 пристеночных мазков-соскобов слизистой оболочки влагалища с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени с использованием реагентов «Фемофлор». У девочек допубертат-ного возраста (6-8 лет) мазки-соскобы получали со слизистой оболочки преддверия влагалища, более старших девочек - с заднебоковой стенки влагалища с помощью универсального зонда. Определялось количество микроорганизмов в биологической пробе пропорциональное общей обсемененности пристеночного биотопа.

Информационный индекс биоразнообразия или энтропии Шеннона-Винера (Н) рассчитывался по формуле:

к

Н = рИоя2рь I = 1

где / - конкретный вид микроорганизмов, р1 - встречаемость вида /, часто относительного содержания (доля от общего числа последовательностей), к - количество исходов.

При расчете энтропии Н по Шеннону считается, что каждая проба - случайная выборка из сообщества, а соотношение видов в пробе отражает их реальное соотношение в природе. В качестве оценок вероятностей независимых событий «р/» могут быть использованы следующие апостериорные отношения: удельная численность /-го вида как частное от деления его численности N на общую численность всех видов, взятых для анализа: р/ = Ы/ / Б М, где удельная биомасса /-го вида как частное от деления его биомассы В1 на общую биомассу всех видов в пробе: р1 = В1 / Б В/. Индекс не имеет максимального значе-

ния, но есть значение, равное нулю, что указывает на отсутствие разнообразия, например в монокультуре. Значения ниже 2 интерпретируются как экосистемы с относительно низким разнообразием видов, в то время как значения выше 3 - с высоким разнообразием.

Индекс разнообразия Симпсона С имеет вид:

с = 2 (п>-№2,

где П1 - оценка значимости каждого вида (численность или биомасса), N - сумма оценок значимостей. Поскольку при возведении в квадрат малых отношений П1 / N получаются очень малые величины, индекс Симпсона тем больше, чем сильнее доминирование одного или нескольких видов. Глубинный смысл индекса Симпсона выясняется, если принять во внимание, что знаменатель N (N-^/2 означает число

возможных пар особей независимо от их принадлежности к определенному таксону, а числитель n (n-1)/2 - число возможных пар особей одного таксона. Его значение варьирует от 0 до 1, что означает бесконечное разнообразие или его отсутствие соответственно [11].

Для анализа этого блока данных использовали SPSS 25.0 (IBM Corporation, Armonk, New York, USA). Описательные статистики представлены в виде средних и стандартных отклонений (M±SD). Сравнения индексов биоразнообразия в группах девочек с разными стадиями полового созревания выполняли с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Рисунки в работе выполнены с помощью модуля ggplot2 пакета R 4.0 [12, 13].

Результаты и обсуждение

Для рассмотрения принципа работы индексов были взяты теоретические зна-

Таблица 1. Теоретические значения количества видов бактерий, %

Вид бактерий 5 видов 10 видов 20 видов

количество видов равно имеется один доминантный количество видов равно имеется один доминантный количество видов равно имеется один доминантный

1-й 20 100 10 100 5 100

2-й 20 1, E-09 10 1, E-09 5 1, E-09

3-й 20 1, E-09 10 1, E-09 5 1, E-09

4-й 20 1, E-09 10 1, E-09 5 1, E-09

5-й 20 1, E-09 10 1, E-09 5 1, E-09

6-й - - 10 1, E-09 5 1, E-09

7-й - - 10 1, E-09 5 1, E-09

8-й - - 10 1, E-09 5 1, E-09

9-й - - 10 1, E-09 5 1, E-09

10-й - - 10 1, E-09 5 1, E-09

11-й - - - - 5 1, E-09

12-й - - - - 5 1, E-09

13-й - - - - 5 1, E-09

14-й - - - - 5 1, E-09

15-й - - - - 5 1, E-09

16-й - - - - 5 1, E-09

17-й - - - - 5 1, E-09

18-й - - - - 5 1, E-09

19-й - - - - 5 1, E-09

20-й - - - - 5 1, E-09

-•- Выделены все виды поровну -•- Выделен один доминантный вид

Рис. 1. Зависимость значений индекса Шеннона от числа выделяемых видов бактерий

чения количества видов бактерий у вымышленного пациента. Рассмотрены 3 возможные версии: присутствие в образце 5, 10 и 20 видов бактерий. В каждой версии рассматривали по 2 варианта событий: в условном образце имеется равное количество видов или лишь один доминантный вид. Данные представлены в табл. 1.

Для примера приведем расчет для первой версии, когда все виды бактерий представлены в микробиоте в равном количестве:

- индекс Шеннона равен:

к 5

Н = 2 Р1НР= 2 0'2 • Р'%20,2=2,32193;

I = 1 I = 1

- индекс Симпсона равен:

к5

с = 2 Р2 =2 0,22 =0,2.

I = 1 I = 1 Для расчета индекса Симпсона формула была преобразована, так как из-

-•- Выделен один доминантный вид -•- Выделены все виды поровну

Рис. 2. Зависимость значений индекса Симпсона от числа выделяемых видов бактерий

начальные теоретические данные были представлены в процентах, где уже подразумевается

щ

р' = .

Для оценки абсолютного и относительного содержания микроорганизмов сначала переходят от логарифмов к абсолютному значению, возводя число 10 в степень, далее суммируют количество всех выявленных групп видов бактерий, делят абсолютное значение каждого вида на общее количество видов и полученное число умножают на 100%.

В данной работе значения изначально взяты в процентах. Поэтому вышеупомянутый алгоритм для получения относительной величины применялся без последнего действия умножения на 100%.

Последующие версии рассчитываются аналогичным образом. Результаты представлены в графическом виде (рис. 1, 2).

По табл. 1 и графикам видно, что количество видов не влияет на значения индексов при выявлении одного доминантного. С увеличением числа видов бактерий

Таблица 2. Значения индексов разнообразия микробиоты влагалища у здоровых девочек различных стадий полового созревания по Таннеру (М±вй)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Индекс I стадия II стадия III стадия IV стадия V стадия рANOVA

Шеннона 1,68±0,64 1,33±0,82 р=1—2=0,829 0,64±0,89 р=1 -3=0,041 0,74±0,78 р=1-4=0,001 0,63±0,72 р=1-5 <0,001 <0,001

Симпсона 0,42±0,21 0,54±0,28 р=1 -2=0,850 0,78±0,31 р=1 -3=0,041 0,72±0,29 р=1 -4=0,005 0,77±0,27 р=1-5 <0,001 <0,001

индекс Шеннона повышается, отображая сложность структуры; индекс Симпсона уменьшается, показывается увеличение разнообразия. При наличии одного доминантного вида и отсутствии других видов бактерий индекс Шеннона будет равен 0, а индекс Симпсона - 1.

В гипотетической версии полностью равномерного представительства всех видов бактерий частота каждого вида будет 1/п, где п - число изученных видов (возьмем п=12) и, следовательно,значения индексов разнообразия будут у Шеннона -3,58, а у Симпсона - 0,08.

Микробиота влагалища человека состоит из разнообразного набора полезных микробов и условно-патогенных микроорганизмов, обитающих во влагалищной среде. Набор микроорганизмов постоянно меняется, и это зависит от многих факторов: гормональных изменений, возраста, сексуальной активности и использования противомикробных препаратов. Нарушение микрофлоры влагалища приводит к чрезмерному росту условно-

2-я фаза пубертата-1-я фаза пубертата -Пубертат (III стадия)-Пубертат (II стадия)-Нейтральный период-

патогенных микроорганизмов и в итоге способствует возникновению заболевания [14-18].

Второй практической задачей исследования было проведение анализа индексов биоразнообразия на конкретном массиве данных. Девочки (п=226) были распределены на группы с учетом периода полового созревания.

В табл. 2 представлены описания и сравнения индексов разнообразия пристеночной микробиоты влагалища, а также приведена статистическая значимость отличий по результатам однофакторного дисперсионного анализа (ДИОУД).

Для графического представления микробиоты влагалища использовали комбинацию диаграмм типа Ьохр1о1 и уюНпрМ. График Ьохр1о1 отражает сводную статистику: медиану, квартили, минимальное и максимальное значение, а уюНпрМ - плотность видового распределения.

По графику уюПпрМ, представленному на рис. 3, видно уменьшение разнообра-

Рис. 3. Разнообразие микробиоты влагалища в разные стадии полового созревания по индексу Шеннона

га 2-я фаза пубертата

CD О.

8 1-я фаза пубертата

о

о Пубертат (III стадия)

CD

^ Пубертат (II стадия) и и

га Нейтральный период-

0,25 0,50 0,75

Индекс Симпсона

1,00

Рис. 4. Разнообразие микробиоты влагалища в разные стадии полового созревания по индексу Симпсона

зия бактерий в микробиоте с возрастом. Хотя в отдельных случаях минимальное разнообразие встречается и у девочек допубертатного, во многих литературных источниках не совсем правильно обозначаемого нейтральным периодом (I стадия по Таннеру). Для девочек допубертатного периода наиболее характерны значения индекса Шеннона, равные 1,5-2,5, тогда как для подростков во 2-й фазе пубертатного периода (V стадия по Таннеру) - 0,001-0,5.

График, представленный на рис. 4, также иллюстрирует уменьшение разнообразия микробиоты по мере взросления девочки. Для допубертатного периода характерными оказались значения индекса Симпсона 0,25-0,52, а для 2-й фазы пубертата - 0,875-0,1.

Выводы

1. Индекс Шеннона прямо пропорционален числу видов бактерий и отобра-

жает сложность структуры микробного сообщества.

2. Индекс Симпсона имеет обратную взаимосвязь и уменьшается, показывая увеличение разнообразия микробов в различных экологических нишах нашего организма.

3. Предложенная методика может служить дополнительным инструментом для определения патологических отклонений в микробиоте влагалища у девочек с учетом стадии полового созревания.

4. Проведенный анализ индекса биоразнообразия микробиоты влагалища у девочек показал, что разнообразие бактерий в микробиоте с возрастом уменьшается в сторону доминирования лакто-бактерий.

5. Повышение или снижение изученных статистических характеристик может являться показателем нарушения микроэкологии влагалища и позволит своевременно проводить коррекцию данных состояний.

Сведения об авторах

Уварова Елена Витальевна (Elena V. Uvarovа) - член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, профессор, заведующий 2-м гинекологическим отделением ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, профессор кафедры акушерства, гинекологии, перинатологии и репродуктологии Института профессионального образования ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет) (Москва, Российская Федерация) E-mail: elena-uvarova@yandex.ru https://orcid.org/0000-0002-3105-5640

Комарова Марина Валериевна (Marina V. Komarova) - доктор биологических наук, доцент, ведущий специалист научно-образовательного центра доказательной медицины и биостатистики ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России, доцент кафедры лазерных и биотехнических систем ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева» (Самара, Российская Федерация) E-mail: marinakom@yandex.ru https://orcid.org/0000-0001-6545-0035

Казакова Анна Владимировна (Anna V. Kazakova) - профессор, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии Института педиатрии ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России (Самара, Российская Федерация) E-mail: a.v.kazakova@samsmu.ru https://orcid.org/0000-0002-9483-8909

Рустянова Дарья Рафиковна (Darya R. Rustyanova) - ассистент кафедры акушерства

и гинекологии Института педиатрии ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России (Самара,

Российская Федерация)

E-mail: d.r.rustyanova@samsmu.ru

https://orcid.org/0000-0003-4157-2841

Трупакова Анна Андреевна (Anna A. Trupakova) - соискатель кафедры акушерства и гинекологии Института педиатрии ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России (Самара, Российская Федерация) E-mail: anantru@mail.ru https://orcid.org/0000-0003-2108-6053

Кройдер Анастасия Сергеевна (Anastasiya S. Kroider) - студент Самарского университета (Самара, Российская Федерация) E-mail: kroidernastya@yandex.ru

Литература

1. Konopinski M.K. Shannon diversity index: a call to replace the original Shannon's formula with unbiased estimator in the population genetics studies // Peer J. 2020. Vol. 8. P. e9391. DOI: https://www.doi.org/10.7717/peerj.9391

2. Розенберг Г.С. Несколько слов об индексе разнообразия Симпсона // Самарская Лука. 2007. Т. 16, №3 (21). C. 581-584.

3. Орлова Ю.С. Использование индексов биологического разнообразия для анализа альгофлоры бассейна р. Алатырь // ВЕСТНИК Мордовского университета. 2013. № 3-4. C. 53-56.

4. Комарова М.В., Кройдер А.С. Использование индексов биологического разнообразия для анализа микробиоты человека // Universum: медицина и фармакология: электрон. научн. журн. 2022. Т. 86, № 3.

5. Уварова Е.В., Артюх Ю.А., Казакова А.В. Соотношение аэробной и анаэробной микрофлоры влагалища в различные периоды полового развития // Современные проблемы науки и образования. 2017. № 1.

6. Рищук С.В., Пунченко О.Е., Малышева А.А. Эндогенная микробиота влагалища и ее регуляция // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2013. № 4. C. 4-5.

7. Спиридонова Н.В., Казакова А.В. Особенности микробного пейзажа влагалища у девочек со слипчивым процессом в наружных половых органах // Медицинские аспекты здоровья женщины. 2015. № 1. C. 38-42.

8. Трупакова А.А., Мишина А.И., Казакова А.В., Линева О.И., Уварова Е.В. Факторы риска развития вульвовагинально-го кандидоза у девочек // Репродуктивное здоровье детей и подростков. 2020. Т. 16, № 3. С. 39-46. DOI: https://doi. org/10.33029/1816-2134-2020-16-3-39-46

9. Уварова Е.В., Казакова А.В., Артюх Ю.А. Особенности микрофлоры влагалища у девочек с простудными заболеваниями в анамнезе // Репродуктивное здоровье детей и подростков. 2017. № 4-5. С. 57-66.

10. Батырова З.К., Уварова Е.В., Латыпова Н.Х., Донников А.Е., Муравьева В.В., Тимофеева Л.А., Макеева М.И. Клинические и микробиологические особенности вульвовагинита у девочек дошкольного возраста возможности диагностики на ранних этапах развития // Фарматека. 2015. Т. 305, № 12. С. 20-23.

11. Шитиков В.К., Розенберг Г.С. Оценка биоразнообразия: попытка формального обобщения // Структурный анализ экологических систем. Количественные методы экологии и гидробиологии. 2005. C. 91-129.

12. URL: http://cran.r-project.org

13. URL: https://peerj.com/articles/9391/

14. Chee W.J.Y., Chew S.Y., Than L.T.L., Chee W.J.Y. Vaginal microbiota and the potential of Lactobacillus derivatives in maintaining vaginal health // Microb Cell Fact. 2020. Vol. 19, N 1. P. 203. DOI: https:// www.doi.org/10.1186/s12934-020-01464-4

15. Казакова А.В. Спиридонова Н.В., Уварова Е.В., Комарова М.В., Безрукова А.А. Многомерный анализ предикторов патологических выделений из половых путей в зависимости от образа жизни студенток // Репродуктивное здоровье детей и подростков. 2016. № 6. С. 75-83.

16. Казакова А.В., Уварова Е.В., Лимарева Л.В. Воспалительные заболевания вульвы и влагалища у девочек: прогнозирование и профилактика: монография. Чебоксары: ИД «Среда», 2020. 184 с. ISBN 978-5-6043604-8-4. DOI: https://www.doi. org/10.31483/a-117

17. Казакова А.В., Уварова Е.В., Спиридонова Н.В., Овчинникова А.О. Роль гигиенических навыков в формировании микробиоценоза влагалища у девочек с учетом стадии полового развития // Репродуктивное здоровье детей и подростков. 2017. № 1. С. 79-95.

18. Батырова З.К., Уварова Е.В., Донников А.Е., Трофимов Д.Ю. Способ центильной оценки микроценоза слизистой влагалища у девочек в возрасте от 0 до 3 лет. Патент на изобретение № 2545897 от 26.02.2015.

References

1. Konopinski M.K. Shannon diversity index: a call to replace the original Shannon's formula with unbiased estimator in the population genetics studies. Peer J. 2020; 8: e9391. DOI: https://www.doi. org/10.7717/peerj.9391

2. Rosenberg G.S. A few words about the Simpson diversity index. Samar-skaya Luka [Samarskaya Luka]. 2007; 16 (3 (21)): 581-4. (in Russian)

3. Orlova Yu.S. Using of diversity indexes to analysis of algoflora of Alatyr river basin. VESTNIK Mordovskogo universiteta [BULLETIN of the Mordovian University]. 2013; (3-4): 53-6. (in Russian)

4. Komarova M.V., Kroider A.S. The use of biological diversity indices for the analysis of human microbiota. Universum: meditsina i farmakologiya [Universum: medicine and pharmacology: electron. scientific. journal]. 2022; 3 (86). (in Russian)

5. Uvarova E.V., Artyukh Yu.A., Kazakova A.V. The ratio of aerobic and anaerobic microflora of the vagina in different periods of sexual development. Sovremennye problem nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education]. 2017; (1). (in Russian)

6. Rishchuk S.V., Punchenko O.E., Malyshev A.A. Endogenous micro-biota of the vagina and its regulation. Buylleten Orenburgskogo nauchnogo tsentra UrO RAN [Bulletin of the Orenburg Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences]. 2013; (4): 4-5. (in Russian)

7. Spiridonova N.V., Kazakova A.V. Features of the microbial landscape of the vagina in girls with an adhesive process in the external genitalia. Meditsinskie aspekty zdoroviya zhenschiny [Medical aspects of women's health]. 2015; (1): 38-42.

8. Trupakova A.A., Mishina A.I., Kazakova A.V., Lineva O.I., Uva-rova E.V. Risk factors for the development of vulvovaginal candidia-sis in girls. Reproduktivnoe zdorov'e detey i podrostkov [Pediatric and Adolescent Reproductive Health]. 2020; 16 (3): 39-46. DOI: https://doi.org/ 10.33029/1816-2134-2020-16-1-39-46 (in Russian)

9. Uvarova E.V., Kazakova A.V., Artyukh Yu.A. Features of the microflora of the vagina in girls with a history of colds. Reproduktivnoe zdorov'e detey i podrostkov [Pediatric and Adolescent Reproductive Health]. 2017; (4-5): 57-66. (in Russian)

10. Batyrova Z.K., Uvarova E.V., Latypova N.H., Donnikov A.E., Muravyeva V.V., Timofeeva L.A., Makeeva M.I. Clinical and microbiological features of vulvovaginitis in preschool girls diagnostic possibilities at early stages of development. Pharmateka. 2015; 305 (12): 20-3. (in Russian)

11. Shitikov V.K., Rozenberg G.S. Biodiversity assessment: an attempt at a formal generalization. Struktyrny analiz ekologicheskikh system. Kolichestvennye metody ekologii i gidrobiologii [Structural analysis of ecological systems. Quantitative methods of ecology and hydrobiology]. 2005: 91-129. (in Russian)

12. URL: http://cran.r-project.org

13. URL: https://peerj.com/articles/9391/

14. Chee W.J.Y., Chew S.Y., Than L.T.L., Chee W.J.Y. Vaginal micro-biota and the potential of Lactobacillus derivatives in maintaining vaginal health // Microb Cell Fact. 2020. Vol. 19, N 1. P. 203. DOI: https://www.doi.org/10.1186/s12934-020-01464-4

15. Kazakova A.V. Spiridonova N.V., Uvarova E.V., Komarova M.V., Bezrukova A.A. Multivariate analysis of predictors of pathological discharge from the genital tract depending on the lifestyle of female students. Reproduktivnoe zdorov'e detey i podrostkov [Pediatric and Adolescent Reproductive Health]. 2016; (6): 75-83. (in Russian)

16. Kazakova A.V., Uvarova E.V., Limareva L.V. Inflammatory diseases of the vulva and vagina in girls: prognosis and prevention: monograph. Cheboksary: Publishing House «Sreda», 2020. 184 p. ISBN 978-5-6043604-8-4. DOI: https://www.doi.org/10.31483/a-117 (in Russian)

17. Kazakova A.V., Uvarova E.V., Spiridonova N.V., Ovchinnikova A.O. The role of hygiene skills in the formation of vaginal microbioce-nosis in girls, taking into account the stage of sexual development. Reproduktivnoe zdorov'e detey i podrostkov [Pediatric and Adolescent Reproductive Health]. 2017; (1): 79-95. (in Russian)

18. Batyrova Z.K., Uvarova E.V., Donnikov A.E., Trofimov D.Yu. Method of centile assessment of microcenosis of the vaginal mucosa in girls aged 0 to 3 years. Patent for invention No. 2545897 dated 02.26.2015. (in Russian)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.